第1章 数字通信原理 人民邮电大学出版社.ppt

第一章 概 述 第一节 通信及通信系统构成 第二节 信息、信号及分类 第三节 模拟通信和数字通信 第四节 数字通信特点及性能指标 第一节 通信及通信系统构成 无论是哪种通信系统，都是要完成从一地到另一地的信息传递或交换。在这样一个总的目的下可以把通信系统概括为一个统一的模型。这一模型包括信源、变换器、信道、反变换器、信宿和澡声源六个部分。模型框图如图1.1所示。其中噪声源为传输过程中引入的。 模型中各部分功能如下： (1) 信源 信源是指发出信息的信息源，或简单地说是信息的发出者。 (2) 变换器 变换器的功能是把信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。 (3) 信道 信道是信号传输媒介的总称。 (4) 反变换器 反变换器具有与变换器相反的逆变换功能。 (5) 信宿 信宿是指信息传送的终点，也就是信息接收者。 (6) 噪声源 噪声源并不是一个人为实现的实体，但在实际通信系统中又是客观存在的。 第二节 信息、信号及分类 根据信号物理参量基本特征的不同，信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。 第三节 模拟通信和数字通信 一、 模拟通信 信源所发出的信息经变换器变换和处理后，送往信道上传输的是模拟信号的通信系统称为模拟通信系统。模拟通信系统的一般构成模型如图1.4所示。如图1.5所示，就是模拟通信系统的实例。 二、 数字通信 与模拟通信相对应，信源所发出的信息经变换和处理后，送往信道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。语声信号的数字通信系统构成如图1.6所示。 三、 数字信号的时分复用传输 多路信号互不干扰地沿同一条信道传输称为多路复用。 时分多路复用利用了信号的时间离散性，也就是使各路信号在不同的时间占用信道进行传输，在接收端由不同的时间取出对应的信号。 第四节 数字通信特点及性能指标 一、 数字通信的特点 1. 抗干扰能力强，无噪声积累 在数字通信中，由于数字信号的幅度值为有限个数的离散值(通常取两个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰虽然也要叠加噪声，但当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法即可消除噪声干扰，将信号再生成原发送的信号，如图1.11(b)所示。 2. 便于加密处理 信息传输的安全性和必威体育官网网址性越来越受到重视，数字通信的加密处理比模拟通信更容易实现。以语声数字通信为例，经过数字变换后的信号就可以用简单的数字逻辑运算进行加密处理，如图1.12所示。 3. 利于采用时分复用实现多路通信 数字信号本身可以很容易用离散时间信号表示，在两个离散时间之间可以插入多路离散时间信号以实现时分多路复用。 4. 设备便于集成化、小型化 由于数字通信系统中大部分电路都是由数字电路来实现的，微电子技术的发展可使数字通信便于用大规模和超大规模集成电路来实现。 5. 占用频带宽 一路数字电话频带一般为64kHz，而一路模拟电话所占频带仅为4kHz，前者是后者的16倍。 二、 数字通信系统的主要性能指标 1. 有效性指标 (1) 信息传输速率 信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的。 (2) 符号传输速率 符号传输速率也叫码元速率。它是指单位时间内所传输码元的数目，其单位为“波特”(Bd)。 多进制的进制数与等效对应的二进制码元数的关系为： M=2n 式中，M是进制数；n是二进制码元数。因此，信息传输速率与符号传输速率的关系是 Rb=NB·log2M (3) 频带利用率 频带利用率是指单位频带内的传输速率。 2. 可靠性指标 衡量数字通信系统可靠性的主要指标是误码率和信号抖动。 (1) 误码率 在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比，通常以Pe来表示， 误码率Pe是多次统计结果的平均量，所以这里指的是平均误码率。 (2) 信号抖动 在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码相对于标准位置的随机偏移，其示意图如图1.13所示。 * 图1.1 通信系统模型 图1.2 模拟信号示例 图1.3 数字信号示例 图1.4 模拟通信系统模型 图1.5 模拟通信系统实例 图1.6语声数字通信系统示意图 图1.8时间离散信号示例 图1.7时间连续信号示例 图1.9时分复用示意图 图1.10 时分多路复用电路结构示意图 图1.11 两类通信方式抗干扰性能比较 图1.12 数字通信加密方法示意